KR20060123959A - 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20060123959A
KR20060123959A KR1020050045634A KR20050045634A KR20060123959A KR 20060123959 A KR20060123959 A KR 20060123959A KR 1020050045634 A KR1020050045634 A KR 1020050045634A KR 20050045634 A KR20050045634 A KR 20050045634A KR 20060123959 A KR20060123959 A KR 20060123959A
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Abstract

본 발명은 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 2개의 셀(cell)을 한 쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하여 멀티컬러를 실현하는 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 2개의 셀을 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하기 때문에 종래의 RGB 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하는 전자종이 표시소자보다 백색의 휘도가 우수하며 대비비가 높고 고해상도 실현에 더욱 적합하며 소비전력이 절감된다.
전자종이, 멀티컬러, 보색, 대비비

Description

멀티컬러 전자종이 표시소자 및 그 제조방법{Multi-Color Electrical Paper Display and Manufacturing Process Thereof}
도 1은 E-Ink사의 마이크로 캡슐을 이용한 전자종이 표시소자를 도시한 단면도,
도 2는 건식전자종이 표시소자를 도시한 단면도,
도 3은 종래의 RGB 컬러필터를 이용한 전자종이 표시소자의 구조를 도시한 단면도,
도 4는 종래의 RGB 컬러입자를 이용한 전자종이 표시소자의 구조를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보색관계의 컬러필터를 이용한 멀티컬러 전자종이 표시소자의 단면도,
도 6은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 보색관계의 컬러입자를 이용한 멀티컬러 전자종이 표시소자의 단면도이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 하부기판 20: 상부기판
11: 하부전극 21: 상부전극
13: 셀 14: 격벽
30: 보색관계의 컬러필터 40: 보색관계의 컬러입자
본 발명은 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 2개의 셀(cell)을 한 쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하여 멀티컬러를 실현하는 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날, 새로운 패러다임이 요구되는 정보 사회에 상응하는 정보 전달 및 공유 방식으로의 대변환의 필요성으로 인해, 유연한 디스플레이로서 구부릴 수 있다는 장점의 전자종이의 기술 개발이 가속화되고 있으며 상업적 개발 단계에 접어들고 있다.
전자종이는 기존의 평면 디스플레이 패널에 비하여 생산단가가 훨씬 저렴하며 액정표시소자처럼 배경조명이나 지속적인 재충전이 필요하지 않으므로 아주 적은 에너지로도 구동될 수 있어서 에너지 효율도 월등히 앞선다. 아울러, 전자종이는 매우 선명하고, 시야각이 넓으며 전원이 없더라도 글씨가 완전히 사라지지 않는 메모리 기능도 가지고 있다.
이러한 큰 장점으로 인해 전자종이는 종이와 같은 면과 움직이는 일러스트레이션을 갖는 전자서적, 자체 갱신성 신문, 이동 전화를 위한 재사용 가능한 종이 디스플레이, 폐기 가능한 TV 스크린 및 전자 벽지 등 실로 광대한 분야에 응용될 수 있으며 거대한 잠재 시장을 가지고 있다.
전자종이 구현을 위한 기술적 접근 방식은 크게 액정을 이용한 방법, 유기 EL, 반사 필름 반사형 표시, 전기영동, 트위스트 볼, 미케니컬 반사형 표시등이 있으며, 이 중에서 현재 가장 주목받고 있는 기술은 전기영동현상을 이용한 전자종이 표시소자이며 대표적으로는 MIT media Lab 및 분리되어 설립된 E-Ink사에서 제안한 대전된 입자들과 유체를 마이크로 캡슐 속에 넣고 전기영동 현상을 이용하여 화상을 구현하는 표시소자이다(미국특허번호 제5961804 등).
그 개략적 구조를 나타내는 단면도를 도 1에 도시하였다. 도시된 바와 같이 특정전하를 가진 특정색의 잉크 미립자(103a)와 반대전하를 띤 다른 색의 잉크 미립자(혹은 색을 띤 유전유체, 103b) 및 투명 유전유체(104)를 함유한 지름 200 ~ 300μm의 투명한 마이크로 캡슐(100)을 제조하였다. 이들 마이크로 캡슐(100)을 바인더(107)와 혼합하여 상, 하부 투명전극(105, 106) 사이에 위치시키고 전압을 인가하여 문자나 이미지를 표시하게 된다.
그러나 이러한 방식은 습식방식으로서, 액의 점성 저항에 의하여 응답속도가 약 100ms으로 늦어 동영상 구현에 있어 문제점이 많으며, 대전된 두 색의 대전 입 자와 유전 유체간의 비중을 모두 같게 유지해야 하고, 두 대전된 입자들간의 응집을 방지시키고, 전기영동 이동도를 가지도록 전하 부착을 위한 물리, 화학적 처리가 추가로 요구된다. 즉, 화학적, 물리적 폴리머 코팅 또는 폴리머 볼 생성후 백색을 도입하고 전하 조절제의 부착을 용이하게 하는 기능기를 도입하기 위한 2 단계 또는 3 단계의 과정을 거치는 복잡한 과정을 수반하게 된다.
최근에는 이러한 습식방식의 전자종이표시소자의 단점을 보완하기 위해 건식 입자를 이용하는 건식 전자종이 표시소자에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
도 2는 건식전자종이 표시소자의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 건식 전자종이 표시소자는 일면에 전극(114, 115)이 형성된 투명기판(111, 112) 사이의 격벽(113)에 의하여 서로 격리되는 1개 이상의 셀(cell)에 색 및 대전 특성이 다른 2종류의 건식 입자군(116a, 116b)을 봉입하고 상하판의 전극(111, 112)에 전압을 인가하여 입자들을 서로 부딛히게 함으로써 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성시킨 후에, 전위가 다른 상하판의 전극(111, 112)으로부터 대전된 입자군에 전계를 주어 이동시켜 화상을 표시하는 것을 특징으로 한다.
건식 전자종이 표시소자는 화소공간에 액체등의 점도가 큰 물질이 존재하지 않으므로 응답속도가 상당히 빨라 동영상의 구현에도 적합하며, 전계를 제거한 후에도 정전기적인 특성으로 인해 화상이 다른 어떠한 구현방법보다도 오래동안 잔존한다. 따라서, 다른 전자종이 표시소자의 구현방법보다 메모리 특성이 우수한 장점이 있다.
이러한 전자종이 표시소자는 반사형 표시장치로서, 일반적으로 컬러필터 또는 컬러입자를 사용하여 컬러 화상을 표시하게 된다. 도 3 및 도 4는 종래의 RGB 컬러필터 및 RGB 컬러입자를 사용한 전자종이 표시소자의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 종래의 RGB 컬러필터를 사용한 전자종이 표시소자의 구조를 도시한 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 컬러필터를 이용하는 전기영동 디스플레이 장치의 기판은 색상을 구현하기 위해 상부기판(70)의 상단에 형성된 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터(120)와 RGB 셀(127) 사이를 구분하고 광차단 역할을 하는 격벽(123) 및 셀(127)에 전압을 인가하기 위한 투명전극(124, 125)으로 구성된다. 이와 같은 구조에 의해 컬러 화상의 발현은 인접 배치된 레드, 그린, 블루의 컬러필터(120)를 투과해 나오는 빛들의 혼색으로 이루어지는 것이다.
도 4는 종래의 RGB 컬러입자를 이용한 전자종이 표시소자의 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 색상을 구현하기 위해 각 셀에 포함된 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러입자(130, 140)와 RGB 셀 사이를 구분하고 광차단 역할을 하는 격벽(133) 및 임의의 빛 흡수 물질인 흑색 대전입자(136)로 구성된다.
도 4a는 RGB 컬러입자가 유전유체(130)인 경우로서, 이러한 컬러 전자종이 표시소자는 상이한 색상의 유전 유체(dielectric liquid) 내에 분산되어 있는 RGB 컬러입자(130)를 이용하여 색상을 결정한다. 즉, 대향전극에 전압이 인가되면 흑색대전입자(136)가 비상 혹은 하강하게 되고 이에 따라 흑색대전입자(136)가 하강한 셀의 색상의 빛이 반사되게 되며 이렇게 반사된 빛이 혼색되어 컬러를 표시하게 된다.
도 4b는 RGB 컬러입자가 전기영동 현상에 의해 이동되는 입자(140)인 경우로서, 이러한 컬러 전자종이 표시소자는 색상을 구현하기 위해 각 셀에 포함된 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 전기영동하는 컬러입자(140)를 이용하여 색상을 구현한다. 즉, 대향전극에 전압이 인가되면 컬러입자가 비상 혹은 하강하게 되고 이에 따라 비상한 컬러입자의 색상의 빛이 반사되게 되며 이렇게 반사된 빛이 혼색되어 컬러를 표시하게 된다.
이러한 RGB 컬러필터 또는 컬러입자를 이용한 컬러 전자종이 표시소자의 경우, 하나의 화소가 3개의 셀로 이루어지며 3개의 컬러 필터 또는 컬러입자에 의해 빛이 소모된다. 따라서, 하나의 화소가 하나의 셀로 이루어지며 백색입자를 사용하는 흑백 전자종이 표시소자와 비교하여 볼 때 상대적으로 빛의 2/3가 더 흡수되어 결국 우리눈으로 반사되어 들어오는 빛의 양은 1/3 로 감소하게 된다. 이렇게 반사도가 컬러입자나 컬러필터에 의해 급격하게 감소하게 되면 휘도가 높은 백색을 표현할 수 없게되어 대비비(contrast)가 낮아지게 되는 문제점이 있다.
또한, RGB 컬러필터 또는 컬러입자를 이용한 반사형 컬러 전자종이 표시소자의 경우 3개의 셀을 하나의 화소로 하기 때문에 고해상도 구현에 제한이 있으며 3 개의 셀을 하나의 화소로 하여 구동함으로 인해 소비전력상의 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히하나의 화소를 이루는 셀의 개수를 2개로 줄여 멀티컬러를 구현하는 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. 즉, 2개의 셀을 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하여 종래의 RGB 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하는 전자종이 표시소자보다 백색의 휘도가 우수하며 대비비가 높고 고해상도 실현에 더욱 적합한 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판, 상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극, 상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀(13)을 형성하는 다수의 격벽(14), 상기 셀(13)에 봉입되는 입자와 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 대향전극의 상부전극 사이에 또는 상기 대향전극의 상부전극 배면에 각각 위치되는 보색관계의 컬러필터(30)를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자를 제공한다.
또한, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판, 상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극, 상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀(13)을 형성하는 다수의 격벽(14)과 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 각각 봉입된 보색관계의 컬러입자(40)를 포함하여 이루어지는 지는 멀티컬러 전자종이 표시소자를 제공한다.
또한, 상기 보색관계는 옐로우와 블루, 마젠타와 그린, 또는 사이안과 레드인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자를 제공한다.
또한, 상기 전자종이 표시소자에 봉입되는 입자는 충돌대전형 건식 입자인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자를 제공한다.
또한, 하부기판 상에 하부전극을 형성하고 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는 단계, 상기 하부전극 상에 셀(13)을 형성하기 위한 격벽(14)을 형성하는 단계, 상기 셀(13)에 입자를 주입하는 단계, 상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 상부전극 사이에 또는 상기 상부전극 아래에 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터(30)를 형성하는 단계, 상기 상부전극 및 컬러필터(30)가 형성된 상부 기판을 상기 격벽(14) 상면에 적층하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공한다.
또한, 하부기판 상에 하부전극을 형성하고 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는 단계, 상기 하부전극 상에 셀(13)을 형성하기 위한 격벽(14)을 형성하는 단계, 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 각각 보색관계의 컬러입자(40)를 포함하여 입자를 주입하는 단계, 상기 상부전극이 형성된 상부 기판을 상기 격벽(14) 상면에 적층하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 보색관계는 옐로우와 블루, 마젠타와 그린, 또는 사이안과 레드인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 전자종이 표시소자에 봉입되는 입자는 충돌대전형 건식 입자인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보색관계의 컬러필터(30)를 이용한 멀티컬러 전자종이 표시소자의 단면도를 나타낸다.
즉, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판, 상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극, 상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀(13)을 형성하는 다수의 격벽(14), 상기 셀(13) 에 봉입되는 입자와 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 대향전극의 상부전극 사이에 또는 상기 대향전극의 상부전극 배면에 각각 위치되는 보색관계의 컬러필터(30)를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자가 도시되어 있다.
구성 및 제조방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기판(10, 20)상에 전극(11, 21)을 형성하는 방법은 종래에 잘 알려져 있으므로 종래의 방법에 의한다. 즉 스크린 인쇄법, 포토리소그라피법등을 이용할 수 있다. 특히 해상도가 높지 않은 대면적이라면 액상 ITO를 스크린 인쇄하는 방법으로도 형성가능하다.
상기 상하부 기판(10, 20)은 모두 일반적인 유리기판 또는 플렉서블(flexible) 플라스틱 종류의 유연성이 있는 재료로 이루어진다. 바람직하기로는, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이더술폰(PES) 또는 폴리이미드 필름(Kapton, Upilex) 중에서 선택될 수 있으나 유연성이 있는 재료라면 이에 한정되지 않는다.
기판(10, 20)의 상부 및 하부전극(11, 21)은 도전성 재료로서, 본발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 전극재료는 모두 사용될 수 있으며, 폴리티오핀 또는 폴리아닐린과 같은 도전성 폴리머, 은이나 니켈과 같은 금속입자를 포함하는 폴리머 필름등의 프린터된 도전체, 그래파이터 또는 도전성 카본재료, 또는 틴 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드와 같은 도전성 옥사이드를 함유하는 폴리머 필름등 의 프린터된 도전체등이 포함될 수 있다. 바람직하기로는 투명한 전극으로서, 인듐틴옥사이드(ITO)가 선택될 수 있다.
다음, 하부기판(10)의 하부전극(11)상에 격벽(14)을 형성한다. 상기 격벽(14)은 포토리소그라피등의 방법으로 형성할 수 있으나 우선 격벽(14) 재료막을 고르게 도포한 후 틀로 압착성형하여 격벽(14)을 형성하는 것이 바람직하다.
격벽(14)은 하부전극(11) 상에 재료막을 형성하여 압착성형하는 방법으로 직접 형성할 수도 있으며 별도로 격벽(14)을 형성한 후 하부전극에 합착할 수도 있다. 상기의 압착성형방법을 통해 격벽(14)을 대량 생산할 수 있어 제조공정을 단순화시키고 제조단가를 절감할 수 있다.
본 발명의 격벽(14) 재료로서는 유연성이 있는 재료가 바람직하며, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이더술폰(PES) 또는 폴리이미드 필름(Kapton, Upilex)과 같은 폴리머가 선택될 수 있다. 또한, 후막용 포토레지스트 또는 필름 형태의 감광성 재료가 사용될 수 있다.
다음, 격벽(14)에 의해 셀(13)이 형성되면 화상표현을 위한 입자(12)를 주입, 도포한다. 즉, 입자는 스프레이방식, 스크린 프린팅, 롤코팅 또는 스핀코팅등의 방법으로 주입, 도포될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 입자(12)를 셀내에 주입할 수 있는 방법이라면 모든 방법이 다 가능하다.
입자(12)는 화상표현을 위한 것으로서, 색 및 대전특성이 다른 2종류의 입자 를 봉입한다. 비대전입자를 주입할 수도 있다. 입자(12)의 종류는 특별히 한정되지 않으며 본 발명의 기술분야에서 화상표현을 위해 이용되는 입자는 모두 사용될 수 있다. 즉, 도시되지 않았으나 고체뿐만이 아니라 전해질용액, 현탁액, 졸, 겔, 마이크로캡슐, 트위스트볼, 일렉트로크로믹 물질 등의 입자도 모두 포함될 수 있다.
바람직하기로는, 액체, 현탁액등과 같은 점성 특성이 없는 건식 대전입자를 주입하는 것이 바람직하다. 즉, 대전되지 않은 입자를 주입한 후에 상하판 전극에 전압을 인가하여 입자들을 서로 충돌시켜 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성하는 건식방식의 충돌대전형의 입자를 주입하는 것이 좋다. 또한, 흑백을 표시하기 위해서는 흑색입자로 카본블랙, 백색입자로 티타늄옥사이드를 사용하는 것이 바람직하다.
다음, 입자(12)가 모두 주입되면, 상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 상부전극 사이에 또는 상기 상부전극 아래에 상기 셀(13) 2개를 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터(30)를 형성한다.
보색관계란 옐로우와 블루, 마젠타와 그린, 또는 사이안과 레드등의 관계로서, 혼합에 의해 화이트의 색(빛의 혼합)을 나타내거나, 블랙의 색(물감의 혼합)을 나타내는 관계를 의미한다. 본 발명에서는 보색관계라면 어떤 색이든 선택될 수 있다.
본 발명의 컬러필터(30) 제조방법은 특별히 한정되지 않으며 염색법, 안료분산법, 전착법, 잉크젯방식등이 사용될 수 있다.
염색법에서는, 염색용 재료인 수용성 고분자, 재료에 감광제를 첨가하여 고분자 재료를 감광화시키고 이와 같이 감광화된 고분자 재료를 투명 기판 또는 전극에 도포하여 형성된 코팅 필름을 사진평판술에 의해 소정의 형태로 패턴화시킨다. 그 후, 코팅 필름이 패턴화된 기판을 염색하여 보색관계로 착색된 멀티컬러필터 패턴을 얻는다.
안료 분산법에서는. 안료가 분산된 감광성 수지층을 기판 또는 전극에 형성시킨 다음 패턴화하여 단색의 패턴을 얻는다. 이 공정을 다시 반복하여 보색관계로 착색된 멀티컬러필터를 얻는다.
전착법에서는 기판 또는 전극을 패턴화하여 안료, 수지, 전해액 등을 함유하는 전착 코팅액을 전착시킨다. 이 공정을 다시 반복하여 보색관계로 착색된 멀티컬러필터층을 형성시킨다. 최종적으로, 이 컬러 필터층을 소성시켜 컬러 필터(30)를 형성시킨다.
가장 바람직한 방식인, 잉크젯 방식을 사용하여 컬러 필터(30)를 제조할 수도 있다.(일본국 특허 출원 공개 제59-75205호, 제63-235901호, 제 1-217302호 및 제4-123005호 등 참조). 이 방법은 상기한 종래의 방법들과는 상이하다. 이들 방법에서는, 보색의 각 색소를 함유하는 착색액(이하, 잉크라 함)을 기판 또는 전극상에 개개의 노즐로 부터 특정영역에 분사시키고 잉크를 필터 기판 상에서 건조시켜 컬러필터(30)를 형성한다. 이 방법에 따르면, 옐로우 및 블루, 마젠타 및 그린, 또는 사이안 및 레드등의 보색의 각 착색 패턴이 동시에 형성될 수 있으며, 게다가 잉크의 사용량이 절약된다. 그러므로, 이 방법들은 생산성을 크게 향상시키고 비용 을 감소시키는 효과를 갖는다.
상기 착색, 염색물의 선택에는 많은 융통성이 있으며 본 기술분야에서 알려진 재료중에서 선택될 수 있다. 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 착색료 담체, 착색료 또는 그것들의 혼합물일 수 있다. 또한, 유기 또는 무기의 염료를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 염료 중에서는 발색성이 높고, 내열성이 높은 염료, 특히 내열 분해성이 높은 염료가 바람직하고, 통상은 유기 염료를 사용할 수 있다.
다음, 컬러필터(30)가 형성되면, 격벽(14) 상면에 자외선 경화성 접착제를 도포하고 절연막, 상부전극이 형성된 상부기판을 적층한 후에 자외선을 조사하여 상부기판을 합착한다. 이로서 화소내에 입자가 봉입되게 된다.
주입한 입자가 충돌대전형 입자인 경우에는 일반적으로 대전되지 않은 상태에서 셀에 주입하므로, 상부기판의 합착 후에 상부, 하부 전극(11, 21)에 전압을 인가하여 입자들을 서로 부딪히게 함으로써 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성하도록 하여 본발명의 멀티컬러 전자종이 표시소자를 완성한다.
본발명의 상기의 컬러필터(30)를 이용한 멀티컬러 전자종이 표시소자는 2개의 셀을 한 쌍으로 하여 멀티컬러를 구현하게 된다. 예를들어, 보색관계의 컬러필터(30)가 옐로우 및 블루인 경우, 각각의 셀내에 있는 백색입자가 모두 비상할 경우 백색이 표현되며 옐로우 또는 블루의 해당 셀내의 백색입자만 비상할 경우 각각 옐로우 또는 블루의 컬러가 표현되며 옐로우 및 블루의 셀내의 흑색입자가 모두 비상할 경우 흑색이 표현되게 된다.
또한, 인가되는 전압의 크기에 따라 다채로운 옐로우 또는 블루를 표현되게 된다.
도 6은 본발명의 또다른 일실시예인 컬러입자(40)를 이용한 전자종이 표시소자를 도시한 것으로서, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판, 상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극, 상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀을 형성하는 다수의 격벽(14)과 상기 셀 2개를 한쌍으로 하여 각각 봉입된 보색관계의 컬러입자(40)를 포함하여 이루어지는 지는 멀티컬러 전자종이 표시소자를 나타낸다.
도 6a는 컬러입자(40)가 셀(13)내에 주입된 유전유체(염료, 안료등이 분산된 경우도 포함함)인 경우이며 도 6b는 컬러입자(40)가 전기영동에 의해 이동하는 대전입자인 경우이다.
도 6에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 컬러입자(40)에는 마이크로캡슐, 일렉트로크로믹 물질, 트위스트 볼 등 본 발명의 기술분야에서 보색관계를 나타낼 수 있는 컬러입자는 모두 포함될 수 있다.
전술한 본발명의 일실시예와 동일한 부분은 설명을 생략한다.
상기 셀에 봉입되는 입자(12, 40)는 멀티컬러 화상표현을 위한 것으로서, 보색관계의 컬러입자(40)를 포함하여 색 및 대전특성이 다른 1종류 이상의 입자를 봉입한다. 비대전입자를 주입할 수도 있다. 입자(12, 40)의 종류는 특별히 한정되지 않으며 본 발명의 기술분야에서 멀티컬러 화상표현을 위해 이용되는 입자는 모두 사용될 수 있다. 즉 고체뿐만이 아니라 전해질용액, 현탁액, 졸, 겔, 마이크로캡슐, 트위스트볼, 일렉트로크로믹 물질 등의 입자도 모두 포함될 수 있다. 컬러입자(40)는 일반적으로 안료, 중합체, 레이크화 안료, 무기물, 또는 이들의 몇몇 조합물 등이며 본 발명의 기술분야에서 공지된 일반적인 컬러입자를 사용할 수 있다(공개특허 제2004-101065호, 공개특허 제2001-85899호, 공개특허 제2001-1456호 등)
바람직하기로는, 액체, 현탁액등과 같은 점성 특성이 없는 건식 대전입자를 주입하는 것이 바람직하다. 즉, 대전되지 않은 입자를 주입한 후에 상하판 전극에 전압을 인가하여 입자들을 서로 충돌시켜 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성하는 건식방식의 충돌대전형의 입자를 주입하는 것이 좋다.
본발명의 상기의 컬러입자를 이용한 멀티컬러 전자종이 표시소자는 2개의 셀(13)을 한 쌍으로 하여 멀티컬러를 구현하게 된다. 예를들어, 보색관계의 컬러입자(40)가 옐로우 및 블루인 경우, 한 쌍의 셀내에 옐로우 및 블루 컬러입자가 각각 봉입되고 대전특성이 다른 흑색입자가 추가로 봉입된다. 옐로우 컬러입자와 블루 컬러입자가 모두 비상할 경우 가법혼합에 의해 백색이 표현되며 옐로우 또는 블루의 컬러입자만 비상할 경우 각각 옐로우 또는 블루의 컬러가 표현되며 옐로우 및 블루의 셀내의 흑색입자가 모두 비상할 경우 흑색이 표현되게 된다.
또한, 인가되는 전압의 크기에 따라 다채로운 옐로우 또는 블루를 표현되게 된다.
본 발명의 멀티컬러 전자종이 표시소자의 경우, 전술한 바와 같이 보색관계의 두 색상을 사용하기 때문에 반사도가 1/2 로 떨어져 반사도가 1/3로 떨어지는 종래의 RGB 컬러필터 및 컬러입자 방식보다 반사도가 17% 증가하게 되어, 보다 백색다운 백색의 표현이 가능하게 되고 흑백대비비가 증가하게 된다. 또한, 기존의 경우에는 3개의 셀이 하나의 화소를 이루는 데 반하여 본 발명의 경우 2개의 셀이 하나의 화소를 이루기 때문에 고해상도를 실현할 수 있으며 2개의 셀의 입자를 이동시키는 것으로 족하기 때문에 소비전력에 있어서 유리하다.
상기의 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며 본 발명을 한정하기 위함이 아니다. 따라서 통상적으로 가할 수 있는 변형된 멀티컬러 전자종이 표시소자도 본 발명에 포함된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 멀티컬러 전자종이 표시소자 및 이의 제조방법은 하나의 화소를 이루는 셀의 개수를 2개로 줄여 멀티컬러를 구현하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 2개의 셀을 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터 또는 컬러입 자를 이용하기 때문에 종래의 RGB 컬러필터 또는 컬러입자를 이용하는 전자종이 표시소자보다 백색의 휘도가 우수하며 대비비가 높고 고해상도 실현에 더욱 적합하며 소비전력이 절감된다.

Claims (9)

  1. 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판;
    상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극;
    상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀(cell)을 형성하는 다수의 격벽;
    상기 다수의 셀에 봉입되는 입자;와
    상기 입자가 봉입된 2개의 셀을 한쌍으로 하여 상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 대향전극의 상부전극 사이에 또는 상기 대향전극의 상부전극 배면에 각각 위치되는 보색관계의 컬러필터를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자.
  2. 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판;
    상기 하부 및 상부기판에 각각 내접하는 대향전극;
    상기 대향전극 사이에 위치하며 상기 대향전극의 소정영역과 접하여 다수의 셀을 형성하는 다수의 격벽;과
    상기 셀 2개를 한쌍으로 하여 각각 봉입된 보색관계의 컬러입자를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보색관계는 옐로우와 블루, 마젠타와 그린, 또는 사이안과 레드인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전자종이 표시소자에 봉입되는 입자는 건식입자인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자.
  5. 하부기판 상에 하부전극을 형성하고 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극 상에 셀을 형성하기 위한 격벽을 형성하는 단계;
    상기 셀에 입자를 주입하는 단계;
    상기 상부기판 상에 또는 상기 상부기판과 상기 상부전극 사이에 또는 상기 상부전극 아래에 상기 셀 2개를 한쌍으로 하여 보색관계의 컬러필터를 형성하는 단계;
    상기 상부전극 및 컬러필터가 형성된 상부 기판을 상기 격벽 상면에 적층하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법.
  6. 하부기판 상에 하부전극을 형성하고 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극 상에 셀을 형성하기 위한 격벽을 형성하는 단계;
    상기 셀 2개를 한쌍으로 하여 각각 보색관계의 컬러입자를 포함하여 입자를 주입하는 단계;
    상기 상부전극이 형성된 상부 기판을 상기 격벽 상면에 적층하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 컬러필터 형성방법은 염색법, 안료분산법, 전착법, 또는 잉크젯방식인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보색관계는 옐로우와 블루, 마젠타와 그린, 또는 사이안과 레드인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전자종이 표시소자에 봉입되는 입자는 건식입자인 것을 특징으로 하는 멀티컬러 전자종이 표시소자의 제조방법.
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KR101116125B1 (ko) * 2009-11-04 2012-02-22 한국생산기술연구원 인쇄 기법을 이용한 랩온어칩(Ｌａｐ-ｏｎ-ａ-ｃｈｉｐ) 제조방법

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